После десятилетий поисков альтернативного сердца, которое могло бы спасти пациентов с сердечными заболеваниями от долгих ожиданий в списках на донорство, японский университет Осака достиг результата, над которым работал в течение многих лет. Ученые использовали стволовые клетки, взятые из тканей самого пациента, для выращивания альтернативного сердца размером с пинг-понговый мяч.
Этот успех имеет свои корни в 2012 году, когда врач Синья Яманака получил Нобелевскую премию за открытие технологии превращения обычных клеток в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (iPSC), что открыло дорогу для этого проекта. Проектом позже руководил японский кардиолог Сава Ёсики из университета Осака, вложив в него годы своих исследований для реализации мечты о самостоятельном пересаженном сердце.
Процесс выращивания сердца начинается с взятия небольшого образца клеток сердца пациента. Их перепрограммируют, чтобы они стали индуцированными плюрипотентными стволовыми клетками, а затем с помощью точных биологических сигналов направляют их в превращение в кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы).
Эти клетки собираются в трехмерную структуру, образуя миниатюрную сердечную ткань, которая помещается в теплую питательную среду и начинает биться сама по себе, словно живое сердце в стадии формирования.
Это открытие дает надежду тысячам пациентов, которые умирают, ожидая подходящего донора, или страдают от отторжения пересаженного сердца и вынуждены пожизненно принимать иммуносупрессивные препараты. Сердце, выращенное из клеток самого пациента, избегает этих рисков, поскольку оно создано из его собственных тканей и принимается организмом без отторжения.
В настоящее время компания «Cyorb» под руководством Савы Ёсики проводит клинические испытания по пересадке лоскутов этой сердечной ткани в грудные клетки пациентов. Первые результаты показали, что такие лоскуты работают как живые повязки, которые активируют ослабленную сердечную мышцу и помогают ей восстановить некоторые функции.
Однако путь от сердца размером с пинг-понговый мяч до полностью функционального человеческого сердца, пригодного для пересадки, еще долгий. Самая большая опасность заключается в том, что эти выращенные клетки могут превратиться в раковые опухоли, если за ними не будет тщательного наблюдения. Кроме того, существуют проблемы, связанные с синхронизацией электрического ритма пересаженной ткани с естественными ударами сердца, что может вызвать серьезные нарушения в работе сердечно-сосудистой нервной системы.
Несмотря на поразительный прогресс, естественное сердце все еще превосходит его своей фантастической способностью к перекачиванию и регулированию. Оно перекачивает 5 литров крови каждую минуту с поразительной точностью через клапаны и камеры, работающие в идеальной гармонии, чего лабораторные эксперименты до сих пор не смогли полностью воспроизвести.
Поэтому ученые работают над развитием сети тонких кровеносных сосудов внутри выращиваемых тканей с помощью трехмерной биопrintинга для создания сердца с точной анатомической структурой. Также они разрабатывают биологические стимуляторы, имитирующие естественную среду внутри человеческого тела.
